Abu Kelapa Sawit

8/10/2019 Abu Kelapa Sawit

1/82

PENGGUNAAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN PENGISI

DALAM CAMPURAN PANAS KONKRIT BERASFALT

KHADJIJAH BINTI NAWAWI

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA


2/82


3/82


4/82

PENGGUNAAN ABU KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN PENGISI DALAM

CAMPURAN PANAS KONKRIT BERASFALT

KHADJIJAH BINTI NAWAWI

Laporan ini dikemukakan sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat

penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Awam

Fakulti Kejuruteraan AwamUniversiti Teknologi Malaysia

NOVEMBER 2005


5/82


6/82

iii

Buat insan-insan tersayang

Teristimewa buat

Ibu, ayah, kakak serta adik-adik yang senantiasa diingati

Terima kasih atas segala kepercayaan serta pengorbanan

dan senantiasa disisi bila diperlukan.....

Walaupun berada jauh dimata

namun kalian tetap pembakar semangat dalam meneruskan perjuangan ini.

Buat.Izuan

Terima kasih kerana memahami

serta kasih sayang yang dicurahkan selama ini.

Buat penyelia...Tuan Hj Che Ros Ismail

Terima kasih kerana tidak pernah jemu

membimbing dan membantu dalam menyiapkan

Projek Sarjana Muda ini..

Salam sayang buat semua

Djah


7/82

iv

PENGHARGAAN

Alhamdulillah, bersyukur saya panjatkan ke hadrat Allah kerana dengan

limpah-Nya saya telah berjaya menyiapkan laporan Projek Sarjana Muda (PSM) ini

dalam tempoh yang ditetapkan.

Saya ingin mengambil kesempatan ini untuk mengucapkan setinggi-tinggi

penghargaan saya kepada Tuan Haji Che Ros bin Ismail selaku penyelia saya yangtelah banyak membimbing serta memberi tunjuk ajar kepada saya dalam menyiapkan

laporan ini.

Jutaan terima kasih juga ditujukan kepada semua kakitangan Makmal

Kejuruteraan Jalan raya yang selama ini banyak membantu dan memberi tunjuk ajar

dalam mengendalikan ujian-ujian makmal dari peringkat awal sehingga ke peringkat

akhir ujian dijalankan.

Sekalung penghargaan yang tak terhingga juga diucapkan kepada kedua ibu-

bapa saya serta keluarga yang tidak jemu memberi dorongan dan semangat kepada

saya sepanjang pengajian saya di UTM ini. Dan tidak dilupa juga kepada rakan

seperjuangan saya, Hayati Jemiron, Mohd Zainazim dan juga Nur Izzi bin Yusof

yang banyak membantu saya dalam menjalankan ujikaji ini.

Ahkir sekali, ucapan jutaan terima kasih diucapkan kepada mereka yang

terlibat secara langsung mahupun tidak langsung membantu saya dalam menjayakan

projek akhir saya ini. Jasa anda semua tidak akan saya lupakan.


8/82

v

ABSTRAK

Ekoran daripada pertambahan beban lalulintas dari semasa ke semasa,

struktur jalan raya yang direka bentuk hendaklah mempunyai ketahanlasakan dan

kebolehkhidmatan yang tinggi dalam memainkan peranannya sebagai salah satu

media perhubungan yang terpenting. Struktur jalan yang dibina juga mestilahmempunyai kestabilan dan kekukuhan yang baik bagi memastikan keselamatan

pengguna. Para jurutera dan ahli sains berusaha dalam meningkatkan prestasi

turapan asfalt secara berterusan. Pengubahsuaian campuran merupakan salah satu

pendekatan yang diambil untuk tujuan tersebut. Kajian ini dijalankan bagi mengkaji

kesesuaian abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi alternatif bagi menggantikan

simen yang lazimnya digunakan sebagai bahan pengisi dalam campuran asfalt.

Kajian ini dilakukan dengan penyediaan sampel kawalan dan juga sampel dengan

peratus kandungan abu kelapa sawit yang berbeza iaitu sebanyak 1%, 2%, 3%, 4.5%,

5.5% dan 6.5% sebagai bahan pengisi. Ujian Marshall digunakan untuk menilai

kesesuaian abu kelapa sawit sebagai pengisi. Perbandingan keputusan ujikaji dibuat

di antara campuran kawalan dan juga campuran yang mengandungi abu kelapa sawit.

Hasil kajian mendapati abu kelapa sawit tidak sesuai digunakan sebagai bahan

pengisi dalam konteks kestabilan, aliran, kepadatan, peratus lompang dalam

campuran, lompang terisi bitumen dan lompang dalam agregat kerana pada awal

peringkat penambahan abu kelapa sawit telah menunjukkan keputusan yang kurang

memuaskan.


9/82

vi

ABSTRACT

Due to the increasing number of traffic load from time to time, road

pavement must be designed in with durability and serviceability as one of an

important linkages. Road structure built must have good strength and stiffness

aspects to ensure user safety. Engineer and scientist are constantly trying to improvethe performance of asphalt pavement. Modification of mixture is one of the

approaches taken to improve pavement performance. This study was conducted to

investigate the suitability on the utilization of Palm Oil Fly Ash (POFA) as an

alternative filler to replace the use of cement which is practically used as filler in

asphalt mixtures. Asphalt mixture containing POFA at various percentage 1%, 2%,

3%, 4.5%, 5.5% and 6.5% and control sample were prepared. Marshall test method

was used to evaluate the suitability of Palm Oil Fly Ash as filler. Results obtained

from the test will be compared between asphalt mixture containing Palm Oil Fly Ash

and control mix. The results show that Palm Oil Fly Ash are not suitable to be used

as a filler in Hotmix asphalt. Furthermore, the POFA mixture does not performed

satisfactorily even at the early stage of additional of Palm Oil Fly Ash.


10/82

vii

KANDUNGAN

TAJUK HALAMAN

PENGAKUAN ii

DEDIKASIiii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

SENARAI KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL x

SENARAI RAJAH xi

SENARAI SIMBOL xii

SENARAI LAMPIRAN xiii

BAB 1 PENGENALAN

1.1 Pendahuluan 1

1.2 Pernyataan Masalah 2

1.3 Matlamat dan Objektif Kajian 3

1.4 Skop Kajian 4

1.5 Kepentingan Kajian 4

BAB 2 KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan 6

2.2 Campuran Berbitumen 7

2.3 Bahan-Bahan Campuran Turapan 7

2.3.1 Bitumen 7

2.3.1.1 Sumber dan Pengkelasan Bitumen 8


11/82

viii

2.3.1.2 Jenis-jenis Bitumen 9

2.3.2 Agregat 9

2.3.2.1 Agregat Kasar 10

2.3.2.2 Agregat Halus 11

2.3.3 Bahan Pengisi 11

2.3.3.1 Jenis-jenis Bahan Pengisi 12

2.3.3.2 Penggredan Bahan Pengisi 14

2.4 Kajian Lepas Mengenai Penggunaan Bahan Pengisi 14

2.5 Abu Kelapa Sawit 15

2.5.1 Komposisi Kimia dan Fizikal Abu Kelapa Sawit 16

2.6 Campuran Panas Konkrit Berasfalt 18

BAB 3 METODOLOGI KAJIAN

3.1 Pengenalan 20

3.2 Ujian-Ujian Makmal 21

3.2.1 Pemilihan Agregat 22

3.2.1.1 Pengasingan Agregat 22

3.2.2 Analisis Ayakan Abu Kelapa Sawit 23

3.2.3 Penentuan Graviti Tentu Agregat Kasar 24

3.2.4 Penentuan Graviti Tentu Agregat Halus 25

3.2.5 Penentuan Graviti Tentu Habuk Kuari 26

3.2.6 Penentuan Graviti Tentu Simen 27

3.2.7 Bitumen 28

3.3 Penyediaan Sampel bagi Kandungan Abu yang

Berbeza Peratusan 28

3.4 Ujian Marshall 30

3.5 Penentuan Graviti Tentu Pukal Sampel Terpadat 31

3.6 Ujian-Ujian Ke Atas Sampel Marshall 32

3.6.1 Ujian Kestabilan Dan Aliran 32

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PERBINCANGAN

4.1 Pengenalan 34

4.2

Ujian Analisis Ayakan 34

4.3 Penentuan Graviti Tentu 35


12/82

ix

4.3.1 Graviti Tentu Bitumen 36

4.3.2 Graviti Tentu Agregat 36

4.3.3

Graviti Tentu Bahan Pengisi 36

4.3.4 Graviti Tentu Campuran Agregat 37

4.3.5 Graviti Tentu Pukal Sampel 37

4.4 Kandungan Bitumen Optimum 38

4.5 Analisis Kesan Abu Kelapa Sawit dalam Campuran 38

4.5.1

Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan

Kestabilan Campuran 38

4.5.2 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan

Ketumpatan Campuran 39


Aliran Campuran 40


Peratus Lompang Terisi Bitumen 41


Lompang dalam Campuran 42


Lompang dalam Mineral Agregat 43


Kekukuhan Campuran 44

4.6 Penutup 45

BAB 5 KESIMPULAN DAN CADANGAN

5.1 Pengenalan 47

5.2

Kesimpulan 47

5.3 Masalah yang Dihadapi 48

5.4 Cadangan 49

5.5

Penutup 50

RUJUKAN 51

LAMPIRAN A-G 54-66


13/82

x

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK HALAMAN

2.1 Penggredan bahan pengisi 14

2.2

Perbandingan ciri fizikal dan komposisi kimia abu kelapasawit dan simen portland 16

3.1 Had penggredan agregat bagi ACW20 23

3.2 Jisim agregat bagi setiap saiz untuk kandungan bitumen

optimum 29

3.3 Penyediaan sampel mengikut peratusan abu kelapa sawit

yang digunakan 29

3.4 Faktor pembetulan kestabilan sampel Marshall 33

3.5 Piawaian JKR/SPJ/1988 bagi lapisan haus dan lapisan

pengikat 33

4.1 Peratus jisim tertahan dan jisim agregat untuk kandungan

bitumen optimum 35

4.2 Nilai graviti tentu setiap agregat 36

4.3 Nilai graviti tentu bahan pengisi 37

4.4 Graviti tentu pada kandungan bitumen optimum dengan

peratusan abu kelapa sawit yang berbeza 37

4.5 Perbandingan nilai parameter campuran kawalan,

campuran abu kelapa sawit dan spesifikasi JKR 46


14/82

xi

SENARAI RAJAH

NO. RAJAH TAJUK HALAMAN

2.1 Penggunaan bahan buangan kelapa sawit 17

2.2 Abu kelapa sawit sebelum proses pengisaran dan ayakan 172.3 Abu kelapa sawit selepas proses pengisaran dan ayakan 18

3.1 Carta aliran metodologi kajian 20

3.2 Carta aliran ujian-ujian yang akan dijalankan 21

4.1 Kesan abu kelapa sawit ke atas kestabilan campuran 39

4.2 Kesan abu kelapa sawit ke atas ketumpatan campuran 40

4.3 Kesan abu kelapa sawit ke atas aliran campuran 41

4.4 Kesan abu kelapa sawit ke atas peratus lompang terisi

bitumen 42

4.6 Kesan abu kelapa sawit ke atas peratus lompang dalam

campuran 43

4.7

Kesan abu kelapa sawit ke atas peratus lompang dalam

mineral agregat 44

4.8 Kesan abu kelapa sawit ke atas kekukuhan campuran 45


15/82

xii

SENARAI SIMBOL

km - kilometer

kg - kilogram

mm - millimeter

C - darjah celciuscm - sentimeter

m3 - meter padu

g - gram

m - micrometer

ACB - Asphaltic Concrete Binder

ACW - Asphaltic Concrete Wearing

ASTM - American Society for Testing and Material

AASTHO - American Association of State Highway and Transportation

Officials

SGagg - Specific Gravity Aggregate

SGbit - Specific Gravity Bitumen


16/82

xiii

SENARAI LAMPIRAN

NO. LAMPIRAN TAJUK HALAMAN

A Pra-campuran agregat 54

B Lengkung taburan agregat campuran ACW20 55C Graviti tentu bahan 56

D Komposisi sampel mengikut peratusan abu kelapa

sawit yang digunakan 57

E Keputusan ujian Marshall 58

F Data dan analisis parameter Marshall campuran

ACW20 59

G Peralatan ujikaji dan proses penyediaan sampel

Marshall 62


17/82

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pendahuluan

Rangkaian sistem jalan raya merupakan salah satu medium perhubungan

yang terpenting yang mana penggunaannya semakin meluas pada masa kini. Di

negara kita, pembinaan jalan raya juga telah mengalami arus transformasi yang agak

ketara dengan terciptanya pelbagai teknologi terbaru serta pelbagai penyelidikan dan

pembangunan dalam aspek rekabentuk dan pembangunan jalan raya. Rangkaian

jalan raya juga merupakan satu-satunya infrastruktur asas yang memainkan peranan

penting dalam pembangunan sosial dan pertumbuhan ekonomi sesebuah negara.

Perkembangan rangkaian sistem jalan raya juga dapat kita lihat bermula sejak

penemuan roda di Samaria sekitar tahun 3000 sebelum Masihi (Che Ros, Othman

dan Mohd Rosli, 1999). Sistem jalan pada masa itu hanyalah jalan denai yang hanya

bertujuan untuk pergerakan dan perpindahan dari satu tempat ke satu tempat. Namun

demikian, sistem jalan raya telah dibangunkan sehinggalah pada masa kini sistem

jalan raya telah berkembang pesat dengan kemajuan pembinaan jalanraya

berbitumen.

Di negara kita, sistem jalan raya kebanyakannya merupakan jalan raya

berbitumen. Dalam pembinaan jalan berbitumen ini, teknik dan kaedah pembinaan

jalan juga merupakan faktor yang menjadikan sesebuah jalan itu dapat berfungsi

dengan sempurna dalam memberi kebolehkhidmatan pada struktur jalan agar dapat


18/82

2

memainkan peranannya sebagai salah satu medium perhubungan yang terpenting.

Dengan berkembangnya rangkaian jalan raya juga menunjukkan kemajuan sesebuah

komuniti, masyarakat serta negara.

1.2

Pernyataan Masalah

Perkembangan industri pertanian di negara kita semakin berkembang pesat

terutamanya penanaman kelapa sawit. Malaysia merupakan pengeluar terbesar

minyak kelapa sawit dan juga produk kelapa sawit di dunia. Menurut statistik,

pengeluaran minyak sawit mentah Malaysia telah meningkat secara berterusan sejak

Februari 2004 sehingga September 2004. Pengeluaran pada bulan Februari adalah

sebanyak 862,554 tan manakala pengeluaran pada bulan September adalah sebanyak

1,488,215 tan dan ini adalah satu tahap pengeluaran yang paling tinggi dalam tahun

2004 (Berita Sawit, Disember 2004).

Ekoran daripada peningkatan pengeluaran minyak kelapa sawit ini, pelbagai

masalah telah timbul terutamanya pembuangan sisa kilang sawit yang tidak

digunakan seperti batang sawit, pelepah, cangkerang buah sawit dan juga tandan

kosong dan akhirnya menjadi salah satu bahan yang boleh membawa masalah kepada

alam sekitar jika tidak diuruskan dengan baik.

Sisa sawit ini adalah dalam kuantiti yang banyak dan menjadi masalah untuk

melupuskannya yang mana jumlahnya semakin hari semakin bertambah. Lazimnya

sisa buangan ini dibakar bagi mendapatkan tenaga elektrik oleh kilang sawit. Abu

kelapa sawit yang terhasil daripada pembakaran ini juga dibuang tanpa sebarang

pulangan komersial.

Oleh itu, beberapa kajian telah dijalankan bagi memanfaatkan penggunaan

abu kelapa sawit sebagai baja semulajadi dan juga bahan tambah dalam konkrit bagi

meningkatkan kekuatan konkrit. Kajian mengenai penggunaan abu kelapa sawit

sebagai bahan pengisi bagi mengurangkan penggunaan simen dalam turapan jalan

juga telah dibuat.


19/82

3

Simen lazimnya digunakan sebagai pengisi dalam campuran konkrit berasfalt.

Pertumbuhan pesat dalam sektor pembinaan bangunan dan jalan raya menyebabkan

meningkatnya permintaan terhadap simen untuk sektor itu. Justeru itu, harga simen

juga semakin mahal ekoran permintaan yang tinggi terhadap bahan tersebut.

Penambahan abu kelapa sawit dalam campuran turapan dijangkakan dapat

mengurangkan kos pembinaan jalan disamping membantu dalam mengurangkan

masalah yang berlaku pada turapan melalui penambahbaikan kualiti campuran.

1.3 Matlamat dan Objektif Kajian

Matlamat utama kajian ini dijalankan adalah untuk mengkaji kesesuaian

penggunaan abu kelapa sawit sebagai bahan untuk turapan jalan serta mengkaji kesan

daripada penggunaannya sebagai bahan pengisi dalam meningkatkan prestasi turapan

panas konkrit berasfalt (HMA).

Objektif kajian ini dijalankan adalah untuk:-

i. mengenalpasti potensi penggunaan abu kelapa sawit sebagai bahan

pengisi dalam HMA disamping mencari sumber-sumber baru yang boleh

menggantikan simen dan batu kapur sebagai bahan pengisi;

ii. mengkaji kesan penggunaan abu kelapa sawit terhadap parameter

Marshall; dan

iii. menentukan kandungan optimum abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi

dalam HMA.

Bagi mencapai objektif di atas, beberapa aspek perlu dilaksanakan dengan

membuat perbandingan campuran yang menggunakan abu kelapa sawit dengan

campuran yang menggunakan simen.


20/82

4

1.4 Skop Kajian

Skop kajian yang dijalankan merangkumi beberapa aspek seperti penggunaan

abu kelapa sawit sebagai bahan pengisi dan juga sebagai bahan pengganti kepada

simen dan habuk kuari mengikut peratusan tertentu. Kajian yang dijalankan ini

berdasarkan kepada ujian Marshall yang dilakukan dengan mencampurkan abu

kelapa sawit pada kadar 0%, 1%, 2%, 3%, 4.5%, 5.5% dan 6.5% ke dalam campuran

dan membandingkannnya dengan campuran tanpa abu kelapa sawit sebagai

campuran kawalan.

Seterusnya, kajian ini dijalankan dengan membuat perbandingan parameter

Marshall iaitu kestabilan, aliran, kekukuhan, ketumpatan dan lompang antara

campuran kawalan dengan campuran yang menggunakan abu kelapa sawit.

Campuran yang digunakan dalam ujikaji ini adalah jenis lapisan haus konkrit

berasfalt, ACW20.

1.5 Kepentingan Kajian

Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelum ini, abu hasil pembakaran bahan

sisa kelapa sawit boleh mendatangkan masalah kepada alam sekitar sekiranya tidak

diuruskan dengan sempurna. Salah satu kaedah untuk mengurangi masalah

pencemaran sisa buangan sawit ini adalah dengan mengguna semula bahan terbuang

ini seperti menjalankan kajian mengenai penggunaan abu kelapa sawit sebagai bahan

pengisi alternatif dalam campuran turapan jalan raya.

Penggunaan abu kelapa sawit ini juga diharap dapat mengurangkan kos

dalam pembinaan jalan raya yang semakin meningkat selaras dengan pertumbuhan

ekonomi negara dalam sektor pembinaan bangunan dan jalan raya. Di samping itu

juga, ianya sebagai alternatif menggantikan simen bagi mengimbangi kenaikan harga

simen yang semakin mahal sekiranya bahan tersebut boleh diguna pakai.


21/82

5

Abu kelapa sawit ini juga merupakan satu alternatif yang lebih ekonomi

penggunaannya kerana ianya mudah didapati. Diharap dengan adanya kajian

seumpama ini dapat mengenalpasti kesesuaian penggunaan abu kelapa sawit sebagai

salah satu sumber baru dalam teknologi pembinaan jalan raya.


22/82

6

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Pelbagai jenis turapan berbitumen telah digunakan dalam pembinaan jalan

dan lebuhraya baik di negara-negara maju mahupun di negara kita, Malaysia.

Turapan berbitumen sangat meluas penggunaannya kini kerana mempunyai hayat

reka bentuk yang panjang dan berupaya memainkan peranan yang diharapkan pada

sesuatu turapan bermutu tinggi.

Ekoran daripada pertambahan beban lalu lintas dari semasa ke semasa,

struktur jalan raya yang direkabentuk hendaklah mempunyai ketahanlasakan dan

kebolehkhidmatan yang tinggi dalam memainkan peranannya sebagai salah satu

media perhubungan yang terpenting. Ketahanlasakan dan kebolehkhidmatan struktur

jalan untuk menanggung beban lalulintas yang tinggi itu juga banyak bergantung

kepada kekuatan, kekukuhan dan juga kestabilan sesuatu turapan jalan.

Faktor utama yang menjamin sesuatu turapan jalan itu dapat berfungsi

sepenuhnya dengan baik bergantung kepada campuran bancuhan bahan turapan jalan

itu dalam pembinaan jalan. Campuran bahan turapan yang mengikut spesifikasi

yang ditetapkan sangat memainkan peranan yang penting dalam menyediakan satu

permukaan yang rata serta memberi keselesaan kepada penggunanya di samping

mengekalkan ciri-ciri dan sifat-sifat yang perlu ada pada sesuatu turapan jalan itu.


23/82

7

2.2 Campuran Berbitumen

Campuran berbitumen merupakan suatu campuran yang mengandungi

agregat, bitumen dan juga bahan pengisi yang diikat menjadi suatu campuran yang

kukuh dan biasanya digunakan dalam pembinaan jalan raya boleh lentur. Campuran

ketiga-tiga bahan ini hendaklah mengikut spesifikasi tertentu bagi mendapatkan

turapan yang benar-benar berkualiti, ekonomi dan bermutu tinggi.

Agregat memainkan peranan penting dalam menentukan sifat dan ciri turapan

jalan dalam menyediakan struktur saling-mengunci. Bahan pengikat bitumen

merupakan bahan yang mempunyai sifat visco-elastik yang sangat dipengaruhi oleh

faktor suhu dan juga beban lalulintas yang tinggi. Bahan pengikat ini bertindak

sebagai perekat diantara partikel agregat atau di antara agregat dengan lapisan bawah

permukaan jalan. Manakala bahan pengisi akan mengisi rongga-rongga yang

terdapat di antara campuran agregat dan bahan pengikat dalam memberikan kekuatan

tambahan dalam mereka bentuk turapan berbitumen.

2.3 Bahan-Bahan Campuran Turapan

Bahan-bahan yang lazim digunakan dalam menghasilkan satu campuran

panas konkrit berasfalt ialah:

i. bitumen;

ii. agregat; dan

iii.

bahan pengisi.

2.3.1 Bitumen

Bitumen merupakan cecair likat atau bahan pepejal, berwarna hitam atau

perang yang mempunyai ciri-ciri lekatan serta mengandungi campuran hidrokarbon

yang berasal dari petroleum mentah dan juga berlaku secara semulajadi. Ia juga


24/82

8

mengandungi juzuk-juzuk bukan logam seperti gas, cecair, separuh pepejal dan akan

larut dalam karbon disulfida (Krebs dan Walker, 1971).

Bahan berbitumen ini juga digunakan secara meluas dalam pembinaan jalan

kerana sifat semulajadinya yang merupakan bahan penyimen yang kuat, mudah

merekat dan juga mempunyai ketahanlasakan yang tinggi. Di samping itu juga, ia

mempunyai sifat kalis airnya yang tinggi serta mempunyai kebolehlenturan yang

terkawal apabila bercampur dengan agregat (Mohd Rehan, Meor Othman dan Asri,

1997).

2.3.1.1 Sumber dan Pengkelasan Bitumen

Bitumen boleh diperolehi daripada dua sumber utama iaitu bitumen yang

diperolehi secara semulajadi dan juga bitumen yang terhasil daripada proses

penyulingan petroleum mentah.

a.

Bitumen Semulajadi

Bitumen semulajadi merujuk kepada pelbagai jenis bahan bitumen yang

boleh didapati secara semulajadi. Antara sifat-sifat bitumen semulajadi adalah

lembut dan merekat atau keras dan mudah rapuh. Sumber bitumen yang lembut boleh

didapati dari Tasik Trinidad yang mana mengandungi sekitar 54% bitumen manakala

bitumen semulajadi yang keras boleh didapati di dalam liang-liang dalam batuan

sedimen seperti batu kapur dan pasir yang mengandungi kandungan bitumen sekitar

4% hingga 18%. Bitumen semulajadi juga tidak mengandungi kandungan bitumen

yang tinggi berbanding dengan bitumen petroleum (Krebs dan Walker, 1971).

b. Bitumen Petroleum

Bitumen petroleum merupakan bitumen dalam bentuk koloid yang terdapat

dalam petroleum mentah yang terhasil daripada proses penyulingan berperingkat dan


25/82

9

digunakan secara meluas dalam pembinaan jalan (Che Ros, Othman dan Mohd Rosli,

1999).

2.3.1.2 Jenis-jenis Bitumen

Jenis-jenis bitumen yang sering digunakan dalam pembinaan turapan jalan

boleh diklasifikasikan kepada beberapa jenis iaitu:-

i. Bitumen gred penusukan/simen asfalt - digunakan dalam pembinaan

turapan boleh lentur kelas terbaik

ii. Bitumen cutback - digunakan dalam pembinaan turapan jalan raya kelas

rendah

iii. Bitumen emulsi - digunakan dalam kerja-kerja pemulihan dan

penyelenggaraan jalan raya.

iv. Bitumen tertiup - digunakan dalam kerja-kerja menampal atau

mengkedap retakan yang terbentuk pada turapan konkrit.

2.3.2 Agregat

Agregat merupakan bahan asas dalam pembinaan turapan berbitumen.

Agregat berperanan menanggung beban lalu lintas dari permukaan jalan dan

menyalurkannya kepada lapisan bawah. Agregat biasanya digunakan bersama-sama

bahan pengikat seperti simen dan asfalt dalam menghasilkan turapan jalan yang

mempunyai kebolehtahanlasakan yang tinggi.

Dalam menghasilkan suatu permukaan jalan berturap yang berkualiti tinggi,

kuantiti agregat yang digunakan hendaklah sekurang-kurangnya 95% daripada berat

turapan (OFlaherty, 1974). Turapan yang berkualiti tinggi juga banyak bergantung

kepada sifat dan ciri agregat. Antara sifat-sifat agregat yang perlu ada dalam

pembinaan turapan adalah seperti mempunyai kekuatan dan ketahanlasakan yang


26/82

10

tinggi, keliangan yang rendah, sifat hidrofobik serta mempunyai saiz partikel dan

penggredan yang bersesuaian dengan jenis pembinaannya.

Agregat untuk pembinaan jalan boleh didapati samada dari sumber

semulajadi atau tiruan. Kebanyakan agregat yang digunakan dalam pembinaan

turapan jalan adalah daripada jenis batuan semulajadi. Batuan semulajadi boleh

diklasifikasikan kepada tiga berdasarkan kejadiannya iaitu batuan igneus, batuan

sedimen dan batuan metamorfosis.

Di samping agregat semulajadi, terdapat beberapa jenis agregat tiruan yang

boleh digunakan sebagai agregat untuk turapan jalan. Salah satu jenis yang agak

meluas penggunaannya adalah jermang iaitu keluaran sampingan daripada proses

peleburan bijih besi.

Agregat yang lazimnya digunakan dalam campuran turapan jalan dibahagikan

mengikut saiz iaitu:

i. agregat kasar; dan

ii. agregat halus.

2.3.2.1 Agregat Kasar

Agregat kasar ditakrifkan sebagai agregat yang tertahan pada ayak saiz #8

(2.36 mm) (Mohd Rehan, Meor Othman dan Asri, 1997). Ianya memainkan peranan

dalam memberikan kestabilan turapan dengan wujudnya sifat saling-mengunci antara

agregat dan juga rintangan geserannya terhadap anjakan. Antara sifat-sifat agregat

yang baik adalah keras, bentuk bersegi dan mempunyai permukaan yang kasar. Di

samping itu, bentuk dan tekstur permukaan agregat juga banyak memberikan

sumbangan terhadap kestabilan turapan.


27/82

11

Dalam menghasilkan turapan yang kukuh dan stabil, ciri-ciri yang perlu ada

pada agregat adalah:

i.

kekuatan;

ii. ketahanan;

iii. bentuk dan tekstur permukaan yang baik;

iv. kebersihan dan ketulenan;

v. afiniti terhadap bitumen;

vi.

kadar penyerapan air yang rendah;

vii.

tahan penggilapan; dan

viii. mempunyai penggredan yang baik.

2.3.2.2 Agregat Halus

Agregat halus merupakan semua agregat yang menelusi ayak saiz #8 (2.36

mm) dan tertahan pada ayak saiz #200 (Mohd Rehan, Meor Othman dan Asri, 1997).

Agregat halus berperanan dalam mengurangkan rongga-rongga yang terdapat dalam

agregat kasar disamping menambahkan kestabilan bancuhan berasfalt melalui zarah-

zarah yang saling-mengunci.

Sifat-sifat yang perlu ada pada agregat halus adalah kebersihan dan keaslian,

kesegian dan mempunyai penggredan yang baik. Bahan-bahan yang selalu

digunakansebagai agregat halus adalah pasir asli seperti pasir sungai, pasir lombong

dan batu hancur terayak seperti debu kuari yang terhasil selepas penghancuran

sekunder.

2.3.3 Bahan Pengisi

Bahan pengisi merupakan serbuk halus yang digunakan dalam bancuhan

turapan jalan yang kebanyakannya menelusi ayak saiz #200 (75 m) (Mohd Rehan,

Meor Othman dan Asri, 1997). Secara praktiknya, bahan pengisi berperanan dalam


28/82

12

meningkatkan kelikatan bitumen dan mengurangkan kepekaannya terhadap suhu.

Selain itu, bahan pengisi juga berfungsi dalam mengeraskan lapisan bitumen serta

mengisi rongga-rongga yang terdapat dalam campuran. Kesesuaian dan

kebolehkerjaan bahan pengisi bergantung kepada sifat-sifat yang ada pada bahan

pengisi tersebut. Sifat-sifat yang perlu ada pada sesuatu bahan pengisi adalah

kebersihan, keaslian, kehalusan dan afiniti terhadap bitumen.

Komposisi bahan pengisi yang digunakan dalam campuran hendaklah

mempunyai had-had tertentu kerana jika kadar bahan pengisi terlalu tinggi akan

menyebabkan turapan mudah rapuh dan retak ketika menerima beban lalu lintas.

Sebaliknya, jika kadar bahan pengisi kurang akan menyebabkan turapan menjadi

lemah dan mudah mencair apabila cuaca panas (Hatherlay dan Leaver, 1967).

Secara amnya, kandungan bahan pengisi yang tinggi dalam campuran akan

merendahkan kadar kandungan bitumen yang optimum tetapi ketumpatan dan

kestabilan campuran akan meningkat (Roberts, et al., 1996). Penggunaan bahan

pengisi semakin meluas kerana banyak memainkan peranan dalam:

i. meningkatkan kekukuhan asfalt;

ii.

mengurangkan jumlah pengaliran turun asfalt dalam campuran semasa

pembinaan turapan; dan

iii. meningkatkan ketahanlasakan campuran dengan mengekalkan

kandungan asfalt yang digunakan dalam campuran.

2.3.1.1

Jenis-Jenis Bahan Pengisi

Seperti yang telah dijelaskan sebelum ini, bahan pengisi berperanan mengisi

rongga-rongga yang terdapat dalam campuran berbitumen bagi menghasilkan suatu

turapan yang bermutu dan berkualiti tinggi. Terdapat berbagai-bagai jenis bahan

pengisi yang boleh digunakan dalam pencampuran bahan turapan samada bahan

pengisi semulajadi mahupun yang terhasil daripada bahan-bahan buangan.


29/82

13

Jenis-jenis bahan yang sering digunakan sebagai bahan pengisi adalah seperti:

i. simen;

ii.

batu kapur; dan

iii. abu terbang.

a. Simen

Simen yang biasa digunakan dalam pencampuran reka bentuk campuran

turapan adalah simen Portland biasa (OPC). Penggunaan simen sebagai bahan

pengisi dalam campuran dapat meningkatkan kelikatan dan juga kekerasan bitumen.

Penggunaannya juga akan mempengaruhi sifat kemuluran dan kehilangan akibat

pemanasan tetapi akan merendahkan suhu titik lembut bitumen (Mohd Rawawi,

2002).

Kelikatan dan kekerasan bitumen didapati semakin meningkat pada

kandungan simen melebihi 2%. Penambahan kuantiti simen yang dicampurkan

dalam bancuhan turapan secara berterusan akan menyebabkan suhu titik lembut

berkurang dan menyebabkan kenaikan haba semakin tinggi.

b. Batu Kapur

Batu kapur adalah bahan pengisi yang ditambah ke dalam campuran panas

konkrit berasfalt yang bertindak sebagai agen anti-penanggalan bagi mengurangkan

masalah penanggalan pada agregat. Kajian mengenai mekanisma anti-penanggalan

mendapati batu kapur bertindak dengan kebanyakan agregat silika untuk membentuk

kerak kalsium silika yang mempunyai ikatan yang kuat dengan agregat ketelapan

yang cukup bagi membolehkan penusukan ke dalam bitumen untuk membentuk

ikatan yang kuat (Mohd Rawawi, 2002).

c. Abu Terbang

Penggunaan abu terbang sebagai bahan pengisi dalam pembinaan turapan

jalan telah digunakan dengan meluasnya. Antara abu terbang yang telah

dipraktikkan penggunaan dalam pembinaan jalan adalah seperti abu arang, sisa enap


30/82

14

cemar minyak, debu batu reput dan abu sekam padi (Mohd Rawawi, 2002). Kajian

yang dijalankan ini lebih memberi penekanan kepada pengunaan abu kelapa sawit

sebagai bahan pengisi.

2.3.3.2 Penggredan Bahan Pengisi

Bahan pengisi perlulah diayak terlebih dahulu bagi mendapatkan bahan

pengisi yang benar-benar halus. Ini adalah penting bagi mendapatkan hasil

campuran yang sempurna. Jadual di bawah menunjukkan penggredan bahan pengisi.

Jadual 2.1: Penggredan bahan pengisi (ASTM, 1992)

Saiz ayak ( No. ayak ) Peratus Lulus

600 mm ( No. 30 ) 100

300 mm ( No. 50 ) 95 - 100

75 m ( No. 200 ) 70 - 100

2.4 Kajian Terdahulu Mengenai Penggunaan Bahan Pengisi dalam

Campuran Panas Konkrit Berasfalt

Beberapa kajian telah dijalankan sebelum ini bagi mengenalpasti kesesuaian

beberapa bahan pengisi alternatif sebagai bahan pengganti dan juga sebagai bahan

pengurang simen dalam campuran panas konkrit berasfalt. Bahan-bahan yang

digunakan kebanyakannya merupakan bahan-bahan buangan. Di antara bahan-bahan

pengisi yang telah diuji kesesuaiannya adalah abu sekam padi (RHA), debu batu

reput, debu kuari dan sisa enap cemar minyak serta sisa keluli. Pemilihan bahan-

bahan ini juga banyak bergantung kepada mudahnya sumber bahan tersebut

diperolehi dan juga kosnya tidak terlalu tinggi.

Hasil daripada kajian yang dijalankan mengenai penggunaan debu batu reput

sebagai pengisi, sebanyak 40% kandungan batu reput adalah sesuai untuk


31/82

15

menggantikan simen dalam campuran tanpa menjejaskan parameter-parameter

Marshall (Abd. Rani, 2003).

Manakala penggunaan abu sekam padi juga menunjukkan prestasi yang baik

dalam campuran serta boleh digunakan di lapangan kerana dengan penambahan abu

sekam padi sebanyak 2% dalam campuran dapat meningkatkan kestabilan dan juga

kekukuhan campuran (Siti Hawa, 2003).

Sisa enap cemar juga telah dikaji kesesuaiannya sebagai pengisi dalam

campuran panas konkrit berasfalt. Didapati, penilaian ke atas sisa enap cemar

minyak ini mempunyai keupayaan dari segi kestabilan, ubah bentuk, ketumpatan,

kandungan lompang dalam campuran dan juga lompang terisi bitumen sebagaimana

yang telah ditentukan oleh piawaian JKR (Fauzi, 1996).

Hasil daripada kajian yang telah dijalankan, didapati penggunaan bahan-

bahan tersebut berupaya meningkatkan kestabilan dan kekukuhan turapan jalan pada

kandungan optimum bahan tersebut. Di samping itu juga, bahan-bahan tersebut

mempunyai prestasi yang baik dalam menghasilkan turapan yang kukuh dan mampu

untuk menahan beban lalu lintas yang bertindak ke atasnya.

2.5 Abu Kelapa Sawit

Abu kelapa sawit yang digunakan dalam menjalankan ujikaji ini terhasil

daripada pembakaran tempurung dan sabut kelapa sawit. Abu kelapa sawit ini

diperolehi daripada kilang sawit Jengka 3, Pahang. Ia merupakan sisa buangan sawit

yang tidak digunakan lagi. Pada masa sekarang, penggunaan abu kelapa sawit

sebagai bahan pengisi dalam turapan jalan raya masih kurang meluas

penggunaannya. Rajah 2.1 menunjukkan penggunaan bahan-bahan buangan kelapa

sawit.


32/82

16

2.5.1 Komposisi Kimia dan Ciri-Ciri Fizikal

Abu kelapa sawit boleh didapati sama ada dalam warna hitam atau kelabu

gelap. Warna abu ini banyak dipengaruhi oleh kandungan karbon yang terkandung

di dalamnya. Zarahnya juga berbentuk sfera dan mempunyai saiz yang lebih kecil

daripada simen(Muhammad Kamil, 2002).

Seperti yang ditunjukkan dalam jadual, kehalusan abu adalah 519 m2/kg dan

graviti tentunya adalah 2.22. Dari segi kehalusannya, abu kelapa sawit lebih halus

daripada simen Portland. Daripada analisis kimia yang dijalankan, abu kelapa sawit

mempunyai kandungan SiO2 (43.6%), Al2O3 (11.4%) dan Fe2O3 (4.7%). Dari segi

kealkalian juga, abu kelapa sawit mempunyai kealkalian yang tinggi (Muhammad

Kamil, 2002). Rajah 2.2 menunjukkan abu kelapa sawit sebelum proses pengisaran

dan ayakan dan Rajah 2.3 menunjukkan abu kelapa sawit selepas proses pengisaran

dan ayakan dilakukan.

Jadual 2.2 : Perbandingan ciri fizikal dan komposisi kimia abu kelapa sawit dan

simen portland (Muhammad Kamil, 2002)

Ujian Simen

Portland

Abu Kelapa

Sawit

Ciri-ciri fizikal

Kehalusan-Luas permukaan (m2/kg)

Graviti Tentu

Analisis Kimia (%)

Silicon dioxide ( SiO2)

Aluminium Oxide ( Al2O3)

Ferric Oxide ( Fe2O3)Calcium Oxide ( CaO )

Magnesium Oxide ( MgO )

Sulphur Trioxide ( SO3)

Alkali

Loss on Ignition ( LOI )

314

3.28

20.2

5.7

3.062.5

2.6

1.8

0.16

2.7

519

2.22

43.6

11.4

4.78.4

4.8

2.8

0.39

18.0


33/82

17

Kelapa sawit

Fiber, tempurung, tandan

kelapa sawit kosong

Effluen

BajaBahan penebat

elektrik,tali dll

Bahan api untuk

menjana haba dan

elektrik

Bahan penutup tanah

sekitar pangkal pokok

kelapa sawit mudaAbu-abu hasil

pembakaran

Abu Kelapa

Sawit

Rajah 2.1: Penggunaan bahan buangan kelapa sawit (Muhammad Kamil,2002)

Rajah 2.2: Abu kelapa sawit sebelum proses pengisaran dan ayakan


34/82

18

Rajah 2.3 : Abu Kelapa Sawit selepas proses pengisaran dan ayakan

2.6 Campuran Panas Konkrit Berasfalt

Campuran panas konkrit berasfalt (HMA) adalah turapan paling stabil dan

tahan lasak yang digunakan dalam pembinaan jalan raya. Lapisan ini mengandungi

agregat yang tergred dengan baik, daripada saiz yang kasar sehinggalah kepada saizdebu yang dicampurkan dengan bitumen gred penusukan.

Turapan konkrit berasfalt lebih berkesan daripada jenis-jenis turapan yang

lain dalam mengurangkan tegasan lalulintas di dalam lapisan turapan tersebut kerana

lapisan ini mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi. Sifat ini mudah terhasil

kerana agregat yang digunakan tergred dengan baik.

Keadaan saling mengunci antara agregat juga mudah dicapai dan dapat

dikekalkan untuk jangka waktu yang lama dengan adanya bitumen gred penusukan

untuk mengikat agregat tersebut. Ciri-ciri campuran panas konkrit berasfalt ini

adalah: (Mohd Rehan, Meor Othman dan Asri, 1997)

i. tahan lasak serta tidak mudah pecah dan menyepai akibat cuaca dan

bebanan lalulintas;

ii. mempunyai hayat reka bentuk yang panjang walaupun dikenakan beban

trafik yang maksimum;


35/82

19

iii. mempunyai rintangan gelinciran yang tinggi; dan

iv. mempunyai kestabilan dan ketahanlasakan yang tinggi.


36/82

BAB 3

METODOLOGI KAJIAN

3.1 Pengenalan

Bahagian ini merangkumi beberapa kaedah dan pendekatan yang digunakan

bagi memastikan pemahaman yang lebih mendalam mengenai projek serta

perlaksanaan projek yang baik. Rajah 3.1 menunjukkan secara ringkas metodologi

kajian yang dijalankan.

Kenalpasti Masalah Pengumpulan data dan

maklumatUjian Makmal

Data dan AnalisisAnalisis Keputusan

Ujikaji

Kesimpulan dan

Cadangan

Rajah 3.1: Carta aliran metodologi kajian

Sebelum kajian secara terperinci dijalankan, kajian mengenai bahan yang

digunakan adalah perlu bagi memastikan bahan yang digunakan bersesuaian dan

menepati spesifikasi yang ditetapkan. Kajian ini penting kerana kualiti dan

kesesuaian bahan sedikit-sebanyak akan mempengaruhi keputusan ujian yang akan

dilakukan.


37/82

21

Pelbagai kaedah pengumpulan data digunakan bagi mendapatkan maklumat

serta data yang diperlukan dalam kajian ini. Ianya meliputi pengumpulan data

melalui pembacaan daripada bahan bercetak yang terdiri daripada buku rujukan

daripada pelbagai sumber, kertas kerja, artikel-artikel dan juga jurnal. Ia merupakan

sumber utama yang penting kerana ia memberi keterangan yang lebih sistematik dan

jelas. Selain itu, internet juga merupakan sumber yang penting memandangkan

pelbagai bahan mudah diperolehi.

Setelah semua maklumat diperolehi, ujian makmal dilakukan. Melalui ujian

ini data diperolehi dan dibandingkan dengan piawaian yang digunakan di Malaysia.

Data daripada ujikaji dianalisis dan keputusan ujikaji diperolehi. Kesimpulan akan

dibuat dan cadangan mengenai kaedah terbaik akan dicadangkan.

3.2 Ujian-Ujian Makmal

Ujian makmal yang akan dilakukan diringkaskan dalam carta alir di bawah.

Pemilihan

Agregat

Analisis Ayakan

Agregat

Penentuan Kandungan

Bitumen Optimum

(OBC)

Penyediaan

Sampel Ujikaji

Ujian

Kestabilan

Ujian Aliran

Analisis DataUjian

Marshall

Penentuan

Graviti Tentu

Pukal Sampel

Penentuan Graviti

Tentu Agregat dan

Abu Kelapa Sawit

Rajah 3.2 : Carta alir ujian-ujian yang akan dijalankan


38/82

22

3.2.1 Pemilihan Agregat

Agregat yang digunakan dalam ujikaji ini diambil dari kuari yang berdekatan

iaitu Hanson Quarry, Batu Pahat yang mana telah dikenalpasti mempunyai ciri yang

sesuai sebagai bahan campuran HMA. Agregat yang diperlukan dalam menjalankan

ujikaji ini adalah mengikut saiz yang diperlukan. Agregat ini diayak dan dimasukkan

ke dalam bekas yang berasingan mengikut saiz tertentu. Kemudian agregat ini

dicampurkan mengikut saiz dan jisim yang diperlukan.

3.2.1.1 Pengasingan agregat

Radas yang diperlukan untuk menjalankan ujikaji ini adalah;

i. Alat penimbang;

ii. Set ayak;

iii. Penggetar ayak mekanikal; dan

iv. Ketuhar;

Prosedur ujian pengasingan agregat berdasarkan AASHTO T30-84

(AASTHO, 1986a):

a. Timbang dan dapatkan berat kering agregat.

b. Set ayak mengikut turutan menurun saiz daripada atas ke bawah dan

letakkan di atas penggetar (28.0mm, 20.0mm, 14.0mm, 10.0mm, 5.0mm,

3.35mm, 1.18mm, 425m, 150m, 75m dan dulang)

c.

Letakkan agregat yang telah ditimbang di ayak yang teratas dan

digetarkan mengikut masa yang ditetapkan.

d. Agregat yang telah diayak diasingkan di dalam bekas yang berasingan.


39/82

23

Spesifikasi penggredan agregat yang digunakan dalam bancuhan ACW20

adalah seperti dalam Jadual 3.1 di bawah.

Jadual 3.1: Had penggredan agregat bagi ACW20 (JKR,1988)

Saiz Ayak % Lulus berdasarkan jisim

28.0mm 100

20.0mm 90 100

14.0mm 70 100

10.0mm 56 85

5.0mm 45 71

3.35mm 32 58

1.18mm 20 42

425m 12 28

150m 6 1575m 4 9

Dulang -

3.2.2 Analisis Ayakan Abu Kelapa Sawit

Abu kelapa sawit yang digunakan dalam ujikaji ini diperolehi dari kilang

yang berdekatan. Sebelum proses pengayakan dibuat, proses pengeringan

merupakan satu proses yang mesti dilakukan. Ini bertujuan untuk mengelakkan abu

kelapa sawit melekat di antara satu sama lain akibat kandungan kelembapan yang

tinggi semasa proses pengayakan dan pengisaran dibuat.

Abu kelapa sawit dikeringkan dengan memanaskan dalam ketuhar yang

bersuhu 105oC-110oC. Kemudian abu yang kering diayak untuk mengambil abu

yang melepasi saiz ayak 75m (No.200) iaitu bersamaan dengan saiz simen. Selain

itu juga, nilai graviti tentu perlu dianalisis terlebih dahulu untuk tujuan pengiraan

semasa analisis nanti.


40/82

24

3.2.3 Penentuan Graviti Tentu Agregat Kasar

Ujikaji ini bertujuan untuk menentukan graviti tentu bagi agregat kasar.

Penentuan graviti tentu ini menggunakan agregat yang telah direndam selama 24

jam. Radas yang diperlukan adalah:

i. Alat penimbang;

ii. Bekas pensampelan;

iii.

Takungan air; dan

iv.

Set ayak

Prosedur ujian berdasarkan kepada prosedur ASTM C 127-88 (ASTM,

1992b):

a. Agregat dibasuh terlebih dahulu untuk membuang sebarang habuk dan

selaput yang terdapat pada agregat dan dikeringkan pada suhu

110oC5oC. Kemudian agregat disejukkan pada suhu bilik selama 1-3

jam.

b. Kemudian agregat direndam dalam air pada suhu bilik selama 244

jam.

c.

Agregat yang direndam diletakkan dan dikeringkan menggunakan kain

penyerap sehingga semua agregat kering permukaan.

d. Agregat yang dalam keadaan tepu dan kering permukaan ditimbang.

Jisimnya dicatat sebagai B.

e.

Selepas ditimbang, agregat diletakkan semula dalam air dan berat

agregat dalam air ditimbang pada suhu 23oC1.7oC. Jisimnya

dicatatkan sebagai C.

f.

Agregat dikeluarkan dan dikeringkan semula pada suhu 110oC5oC dan

disejukkan pada suhu bilik selama 1-3 jam.

g.

Setelah dikeringkan, agregat ditimbang dan jisimnya dicatatkan sebagai

A

h. Nilai graviti tentu dapat diperolehi dengan menggunakan formula:

A

Graviti Tentu Agregat Kasar =

( B C )


41/82

25

Dengan ;

A = jisim kering agregat di udara, g

B = jisim agregat tepu dan kering permukaan di udara, g

C = jisim tepu agregat dalam air, g

3.2.4 Penentuan Graviti Tentu Agregat Halus

Ujikaji ini bertujuan untuk menentukan graviti tentu bagi agregat halus.

Penentuan graviti tentu ini menggunakan agregat yang telah direndam selama 24jam. Radas yang diperlukan dalam ujikaji ini adalah:

i. Alat penimbang;

ii. Piknometer;

iii. Acuan; dan

iv. Penghentak (Tamper).

Prosedur ujian berdasarkan kepada prosedur ASTM C 128-88 (ASTM,

1992c):-

a. Piknometer diisi dengan air. Berat air dalam piknometer kemudiannya

ditimbang dan jisimnya dicatat sebagai B.

b.

Timbang agregat halus yang tepu dan kering permukaan lebih kurang

50010g. Jisimnya dicatatkan sebagai S.

c. Masukkan agregat halus yang tepu dan kering permukaan ke dalam

piknometer yang berisi air kira-kira 90% daripada isipadunya dan

digoncang untuk mengeluarkan semua gelembung udara yang terdapat

di dalam agregat. Kemudian ditimbang dan jisimnya dicatat sebagai

C.

d. Keluarkan agregat halus dari piknometer dan dikeringkan dengan

memasukkannya ke dalam oven pada suhu 1105oC. Kemudian berat

kering agregat halus ditimbang dan jisimnya dicatatkan sebagai A.


42/82

26

Nilai graviti tentu agregat halus boleh ditentukan dengan memasukkan data

yang diperolehi ke dalam persamaan berikut:-

A

Graviti Tentu Agregat Halus =

( B + S C )

Dengan;

A = jisim kering agregat di udara, g

B = jisim piknometer berisi air, g

C = jisim piknometer + agregat + air , g

S = jisim agregat tepu dan kering permukaan di udara, g

3.2.5 Penentuan Graviti Tentu Habuk Kuari

Penentuan graviti tentu habuk kuari ini menggunakan habuk kuari yang lulus

ayak saiz 75m iaitu yang tertahan dalam dulang. Radas yang diperlukan dalam

ujikaji ini adalah:

i. Piknometer;

ii.

Alat penimbang; dan

iii. Ketuhar.

Prosedur penentuan graviti tentu habuk kuari berdasarkan prosedur ujikaji

dalam AASTHO T-100-86 (AASTHO, 1986b):

a.

Keringkan habuk kuari sehingga mencapai berat malar pada suhu

1105oC selama 10-20 minit.

b.

Habuk kuari ditimbang lebih kurang 25g0.01g dan dimasukkan ke

dalam piknometer. Kemudian berat abu bersama piknometer

ditimbang. Jisimnya dicatatkan sebagai A.

c.

Air dimasukkan ke dalam piknometer sehingga isipadu piknometer.

Berat air dan habuk kuari dalam piknometer kemudiannya ditimbang

dan jisimnya dicatat sebagai B

d. Vakum dikenakan ke atas sampel yang bercampur air tadi pada tekanan

100mm Hg selama lebih kurang 10-20 minit.


43/82

27

e. Kesemua isi piknometer dibuang dan kemudian air diisi semula

sehingga sama dengan paras air tadi. Berat piknometer bersama air

diimbang pada suhu yang sama C.

Nilai graviti tentu abu kelapa sawit boleh ditentukan dengan memasukkan

data yang diperolehi ke dalam persamaan berikut;

A

Graviti Tentu Habuk Kuari =

A + (C B )

Dengan ;

A = jisim piknometer + habuk kuari, g

C = jisim piknometer + air pada suhu Tx , g

B = jisim piknometer + habuk kuari + air, g

3.2.7 Penentuan Graviti Tentu Simen

Simen Portland adalah salah satu bahan pengisi yang digunakan dalam

menjalankan ujikaji ini. Simen Portland yang digunakan diambil terus dari makmal.

Bahan pengisi ini bertujuan sebagai bahan pengisi kawalan dalam rekabentuk

campuran ACW20.

Prosedur untuk menentukan graviti tentu simen adalah berdasarkan kepada

BS 890:1972 (Appendix K):-

a.

Berat bekas kaca dan sekeping plat kaca untuk menutupnya ditimbang

pada keadaan kering dan jisimnya dicatatkan sebagai m1.

b. Bekas kaca itu diisikan penuh dengan air suling pada suhu bilik dan plat

kaca itu diletakkan di atasnya untuk memastikan tiada gelembung udara

terperangkap di bawah plat kaca. Air berlebihan di luar bekas kaca dan

plat kaca dikeringkan.

c. Berat kaca yang dipenuhi dengan air dan plat kaca ditimbangkan dan

dicatatkan sebagai m2. Timbangkan berat kaca yang dipenuhi dengan

air dan plat sebanyak 3 kali untuk mendapatkan purata.


44/82

28

d. Berat bersih air ditentukan dengan (m2-m1). Dengan itu, isipadu bekas

kaca dapat ditentukan dengan membahagikan berat bersih air itu dengan

ketumpatan air iaitu 1000kg/m3.

e. Kemudian bekas kaca yang diisi penuh dengan simen dan ditutupkan

dengan plat kaca yang sama ditimbangkan dicatakan sebagai m3.

Ulang langkah ini sebanyak 3 kali untuk mendapatkan purata.

f. Berat simen yang terdapat dalam bekas kaca itu ditentukan dengan (m3-

m1). Ketumpatan simen dapat ditentukan dengan menggunakan formula

berikut:

= m

V

Dengan;

= ketumpatan simen (kg/m3)

m = jisim simen (kg)

V = isipadu bekas kaca (m3)

3.2.8 Bitumen

Bitumen yang digunakan dalam ujikaji ini adalah bitumen dari gred

penusukan 80/100. Bitumen yang digunakan dalam pencampuran ini juga diambil

terus dari makmal yang telah lulus kesemua ujian bagi bitumen.

3.3 Penyediaan Sampel bagi Kandungan Abu Kelapa Sawit Berbeza

Peratusan

Sebelum menyediakan sampel bagi kandungan abu kelapa sawit mengikut

peratusan tertentu, kandungan bitumen optimum hendaklah ditentukan terlebih

dahulu. Dalam ujikaji yang dijalankan ini, kandungan bitumen optimum telah

ditentukan iaitu 5.2%. Sekurang-kurangnya tiga sampel diperlukan bagi setiap


45/82


46/82

30

3.4 Ujian Marshall

Ujian ini dilakukan bertujuan untuk menilai campuran berdasarkan

spesifikasi yang telah ditetapkan melalui keputusan ujikaji penentuan kestabilan dan

aliran.

Prosedur Ujian Marshall berdasarkan kepada prosedur ASTM D 1559-89

(ASTM, 1992d):-

a.

Agregat yang terpilih dikeringkan sehingga mencapai berat malar pada

suhu antara 105oC hingga 110oC. Agregat seterusnya diasingkan

kepada pecahan saiz tertentu melalui pengayakan kering. Pecahan saiz

berdasarkan penggredan yang dipilih.

b. Suhu pembancuhan dan pemadatan ditentukan.

c. Acuan spesimen dan pasangannya serta permukaan tukul perlulah

dibersihkan dan dipanaskan kepada suhu antara 93oC hingga 149oC.

d. Sekeping kertas turas diletakkan di sebelah dalam di bahagian bawah

acuan sebelum campuran asfalt dimasukkan ke dalamnya.

e. Agregat yang telah disediakan mengikut saiz tertentu tadi ditimbang ke

dalam bekas berasingan untuk setiap spesimen.

f. Bekas yang mengandungi agregat itu dipanaskan pada suhu lebih

kurang 28oC diatas suhu pembancuhan.

g. Bitumen ditimbang dan dimasukkan ke dalam bekas agregat itu satu

persatu mengikut sukatan berat yang telah dihitung.

h. Agregat dan bitumen digaul sehingga membentuk satu campuran yang

sebati pada suhu 140oC.

i.

Campuran ini seterusnya dimasukkan ke dalam acuan dan dikenakan

cucukan dengan menggunakan spatula sebanyak 15 kali di sekeliling

lilitan dan 10 kali di tengah-tengah acuan. Sekeping lagi kertas turas

diletakkan pada permukaan campuran bitumen di dalam acuan sebelum

pemadatan dilakukan.

j. Acuan dipasang pada tempat pemadat dan hentaman sebanyak 75 kali

dikenakan terhadap permukaan campuran dengan menggunakan tukul

yang jatuh secara bebas melalui jarak 457mm.


47/82

31

k. Acuan kemudian diterbalikkan dan bilangan hentaman yang sama

dikenakan terhadap permukaan campuran yang sebelah lagi.

l.

Setelah pemadatan spesimen selesai, spesimen campuran bitumen

dikeluarkan dari acuan dan diletakkan di atas permukaan rata dan

dibiarkan menyejuk pada suhu bilik.

m. Apabila spesimen campuran yang telah disediakan menyejuk kepada

suhu bilik, ujian graviti tentu pukal bolehlah dijalankan.

3.5 Penentuan Graviti Tentu Pukal Sampel Terpadat

Penentuan graviti tentu pukal bagi spesimen terpadat adalah berdasarkan

kepada prosedur atau piawaian ASTM D 2726-90 (ASTM, 1992e). Prosedur ujikaji

adalah seperti berikut:-

a. Rekodkan suhu air (oC).

b. Keringkan spesimen di dalam ketuhar sehingga mencapai berat malar

pada suhu 110oC5oC. Kemudian sejukkan spesimen pada suhu bilik

dan jisimnya ditimbang dan dicatatkan sebagai A.

c. Spesimen direndam di dalam air pada suhu 25oC selama 3 hingga 5

minit. Kemudian timbang spesimen di dalam air. Jisimnya dicatatkan

sebagai C. Suhu spesimen mestilah sekitar 2oC daripada suhu air.

d.

Spesimen yang direndam diletakkan dan dikeringkan menggunakan

kain penyerap sehingga kering.

e. Spesimen yang dalam keadaan tepu dan kering permukaan ditimbang.

Jisimnya dicatat sebagai B.

Nilai graviti tentu pukal campuran bitumen terpadat boleh ditentukan dengan

menggunakan persamaan:

A

Graviti tentu pukal campuran terpadat =

( B C )


48/82

32

Dengan ;

A = jisim kering spesimen di udara, g

B = jisim spesimen tepu dan kering permukaan di udara, g

C = jisim spesimen dalam air, g

3.6 Ujian-ujian ke atas Sampel Marshall

Beberapa ujian perlu dilakukan ke atas sampel bagi menentukan nilai-nilai

parameter-parameter Marshall. Antara ujian yang perlu dilakukan adalah:

a. Ujian Kestabilan dan Aliran; dan

b. Analisis Ketumpatan dan Lompang.

3.6.1 Ujian Kestabilan dan Aliran

Selepas graviti tentu pukal ditentukan, ujian kestabilan dan aliran perlu

dijalankan. Langkah yang perlu dilakukan berdasarkan ASTM D 1559-89 (ASTM,

1992d):

a. Spesimen yang hendak diuji direndam di dalam air pada suhu 60oC1oC

selama 30-40 minit.

b.

Kepala alat penguji mestilah bersih dan dikekalkan pada suhu 21-

37.8oC.

c.

Spesimen kemudiannya dikeluarkan dan permukaannya dikeringkan.

Spesimen kemudiannya diletakkan di dalam kepala alat uji dan dipasang

pada alat pembeban.

d.

Beban dikenakan ke atas spesimen dengan kadar 51mm seminit

sehingga berlaku kegagalan, iaitu sehingga ketika bacaan maksimum

diperolehi. Jumlah beban yang diperlukan untuk menghasilkan

spesimen tersebut pada suhu 60oC direkodkan sebagai nilai kestabilan

spesimen tersebut.


49/82

33

e. Semasa ujian kestabilan sedang berjalan, bacaan pada meter aliran

direkodkan ketika bacaan beban maksimum diperolehi. Bacaan nilai

aliran itu diungkapkan dalam unit 0.25 mm.

f. Seluruh prosedur ujian kestabilan dan aliran yang bermula ketika

spesimen uji dikeluarkan dari rendaman mesti diselesaikan dalam

tempoh 30 saat.

Jadual 3.4 : Faktor pembetulan kestabilan sampel Marshall (ASTM, 1992)

Isipadu Sampel

cm3Faktor Pembetulan

Marshall

457 - 470

471 - 482

483 - 495496 - 508

509 - 522

523 -535

536 - 546

547 - 559

560 - 573

574 - 585

1.19

1.14

1.091.04

1.00

0.96

0.93

0.89

0.86

0.83

Jadual dibawah menunjukkan piawaian reka bentuk campuran Marshall

berdasarkan JKR/SPJ/1988.

Jadual 3.5: Piawaian JKR/SPJ/1988 bagi lapisan haus dan lapisan pengikat

Parameter Lapisan Haus Lapisan Pengikat

Kestabilan (kg) > 500 kg > 450 kg

Aliran (mm) > 2.0 mm > 2.0 mm

Kekukuhan (kg/mm) > 250 kg/mm > 225 kg/mm

Lompang Udara (%) 3.0 5.0 % 3.0 7.0 %

Lompang Terisi Bitumen (%) 75 85 % 65 80 %

Selepas graviti tentu pukal campuran yang mengandungi abu kelapa sawit

ditentukan, ujian kestabilan dan aliran perlu dijalankan. Parameter Marshall seperti

ketumpatan, aliran, kestabilan, lompang udara (VTM) dan lompang terisi bitumen

(VFB) dihitung dan dibandingkan dengan spesifikasi JKR/SPJ/1988. Graf nilai

parameter Marshall diplot melawan peratus kandungan abu kelapa sawit untuk

menentukan kandungan optimum abu kelapa sawit.


50/82

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PERBINCANGAN

4.1 Pengenalan

Berdasarkan keputusan ujian makmal yang telah dijalankan, data dan

keputusan yang diperolehi akan dianalisis dan dinilai bagi menentukan prestasi dan

kesesuaian abu kelapa sawit dalam campuran panas konkrit berasfalt. Analisis data

keputusan dilakukan dengan membuat perbandingan di antara data ujikaji dengan

nilai piawai yang telah ditetapkan oleh Jabatan Kerja Raya (JKR).

4.2 Ujian Analisis Ayakan

Analisis ayakan merupakan ujian peringkat pertama yang perlu dijalankan.

Analisis ayakan ini meliputi analisis ayakan bagi agregat kasar, agregat halus, habuk

kuari dan juga bahan pengisi. Ujian ini bertujuan bagi menentukan taburan saiz

agregat yang dikehendaki dalam campuran. Taburan saiz agregat ini akan

mempengaruhi ciri-ciri penting dalam campuran seperti kekukuhan, kestabilan,

ketahanlasakan, kebolehtelapan, kebolehkerjaan, rintangan lesu, rintangan gelinciran

dan rintangan terhadap kerosakan lembapan (Che Ros, Othman dan Mohd Rosli,

1999). Dalam analisis ini, bahan yang tertahan pada setiap ayak akan diasingkan

mengikut saiz tertentu.


51/82

35

Bagi mendapatkan penggredan campuran konkrit asfalt yang diperlukan,

beberapa agregat perlu dicampurkan mengikut sukatan dan perkadaran yang tertentu.

Pencampuran setiap saiz agregat dan bahan pengisi dibuat berdasarkan peratus jisim

yang tertahan dalam setiap ayak. Jadual 4.1 menunjukkan peratus jisim yang

tertahan serta jisim agregat yang diperlukan bagi campuran ACW20 yang digunakan

dalam mereka bentuk campuran.

Jadual 4.1 : Peratus jisim tertahan dan jisim agregat untuk kandungan bitumen

optimum

%lulus berdasarkan

jisim

Jisim tertahan bagi

kandungan bitumen

optimum

Saiz Ayak

Median

% jisim

tertahan

5.2 %

28.0 mm 100 100.0 0 -

20.0 mm 95 - 100 97.5 5.0 56.9

14.0 mm 70 - 100 85.0 10.0 113.8

10.0 mm 56 - 85 70.5 14.5 165.0

5.0 mm 45 - 71 58.0 12.5 142.2

3.35 mm 32 - 58 45.0 13.0 147.9

1.18 mm 20 - 42 31.0 14.0 159.2

425 m 12 - 28 20.0 11.0 125.1

150 m 6 - 15 10.5 9.5 108.1

75 m 4 - 9 6.5 4.0 45.5

Dulang - - 6.5 739.9

Jumlah 1137.6

4.3 Penentuan Graviti Tentu

Graviti tentu diperlukan bagi menghitung nilai graviti tentu maksimum teori.

Nilai graviti tentu bahan yang perlu ditentukan adalah nilai graviti tentu bitumen dan

graviti tentu setiap agregat yang merangkumi agregat kasar, halus dan juga bahan

pengisi. Selain itu juga, penentuan graviti tentu pukal setiap sampel juga perlu

dilakukan.


52/82

36

4.3.1 Graviti Tentu Bitumen

Bitumen yang digunakan dalam reka bentuk campuran ini adalah bitumen

jenis gred penusukan 80/100 dan telah lulus semua ujian bitumen yang ditetapkan.

Nilai graviti tentu bitumen yang digunakan dalam mereka bentuk campuran ini

adalah 1.02 dan nilai tersebut digunakan bagi mendapatkan nilai graviti tentu teori

maksimum untuk setiap sampel.

4.3.2 Graviti Tentu Agregat

Penentuan graviti tentu agregat ini meliputi penentuan graviti tentu bagi

agregat kasar, halus dan habuk kuari. Untuk mendapatkan nilai graviti tentu ini, dua

sampel bagi setiap jenis agregat diperlukan. Nilai yang diperolehi bagi setiap agregat

dipuratakan bagi mendapatkan nilai graviti tentu purata. Jadual 4.2 menunjukkan

nilai graviti tentu bagi agregat kasar, agregat halus dan juga habuk kuari.

Jadual 4.2: Nilai graviti tentu setiap agregat

Bahan Graviti Tentu

Agregat Kasar 2.665

Agregat Halus 2.599

Habuk Kuari 2.453

4.3.3 Graviti Tentu Bahan Pengisi

Bahan pengisi yang digunakan dalam mereka bentuk campuran adalah simen

portland dan abu kelapa sawit. Dalam ujikaji ini, nilai graviti tentu bagi kedua-dua

bahan diperolehi daripada kajian awal (Mohd Warid dan Awal, 1996). Jadual 4.3

menunjukkan nilai graviti tentu bagi simen dan juga abu kelapa sawit.


53/82

37

Jadual 4.3: Nilai Graviti Tentu Bahan Pengisi (Mohd Warid dan Awal,1996)

Bahan Pengisi Nilai Graviti Tentu

Simen Portland 2.98

Abu kelapa sawit 2.22

4.3.4 Graviti Tentu Campuran Agregat

Setelah semua nilai graviti tentu agregat dan bahan pengisi diperolehi, nilai

graviti tentu efektif campuran agregat ditentukan. Nilai graviti tentu ini seterusnya

akan digunakan dalam menentukan nilai graviti tentu teori maksimum bagi setiap

peratus abu kelapa sawit yang digunakan.

4.3.5 Graviti Tentu Pukal Sampel

Penentuan graviti tentu pukal dilakukan setelah pemadatan sampel dijalankan

dan sampel menyejuk pada suhu bilik. Bagi mendapatkan nilai graviti pukal ini,

setiap jisim sampel di udara, jisim tepu dan kering permukaan serta jisim sampel

dalam air perlu ditentukan. Nilai graviti tentu pukal setiap sampel ditunjukkan dalam

Jadual 4.4. Nilai graviti tentu pukal diperolehi dengan melengkapkan borang

Marshall. Ujian ini perlu dilakukan bagi mendapatkan ketumpatan dan analisis

lompang dalam campuran.

Jadual 4.4 : Graviti tentu pada kandungan bitumen optimum dengan peratusan abu

kelapa sawit yang berbeza

% Abu kelapa sawit Graviti Tentu

Spesimen

0% 2.349

1% 2.351

2% 2.338

3% 2.356

4.5% 2.273

5.5% 2.2756.5% 2.272


54/82

38

4.4 Kandungan Bitumen Optimum

Sebelum campuran terubahsuai abu kelapa sawit dijalankan, campuran lazim

dengan peratusan bitumen 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0% dan 6.5% perlu dilakukan

terlebih dahulu. Ini bertujuan untuk mendapatkan kandungan bitumen optimum yang

diperlukan yang mana akan digunakan dalam mereka bentuk campuran terubahsuai

abu kelapa sawit. Kandungan bitumen optimum ditentukan berdasarkan nilai

maksimum dari graf kestabilan, ketumpatan, lompang dalam campuran dan lompang

terisi bitumen. Berdasarkan reka bentuk, kandungan bitumen optimum adalah 5.2%

merupakan jumlah jisim bitumen yang akan digunakan dalam penyediaan sampel.

4.5 Analisis Kesan Abu Kelapa Sawit dalam Campuran

Campuran yang mengandungi abu kelapa sawit diuji menggunakan Ujian

Marshall untuk mengkaji prestasi penggunaannya dalam campuran berbitumen. Data

dan keputusan yang diperolehi daripada ujikaji dianalisis dan dibuat perbandingan

dengan data yang diperolehi daripada campuran tanpa abu kelapa sawit. Parameter-

parameter Marshall yang diperlukan adalah kestabilan, ketumpatan, aliran, lompang

terisi bitumen, lompang dalam campuran dan juga kekukuhan campuran. Graf bagi

setiap parameter diplot bagi memudahkan membuat perbandingan antara campuran

kawalan dan campuran mengandungi abu kelapa sawit.

4.5.1 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Kestabilan Campuran

Kestabilan sesuatu campuran berkait rapat dengan kekuatan campuran iaitu

kemampuan campuran untuk menahan ubah bentuk akibat beban lalu lintas yang

bertindak ke atasnya. Rajah 4.1 menunjukkan nilai kestabilan campuran yang mana

menunjukkan penurunan yang agak ketara dengan bertambahnya kandungan abu

kelapa sawit dalam campuran. Walaupun nilai kestabilan campuran ini secara

puratanya semakin menurun namun keseluruhannya nilai kestabilan campuran untuk


55/82

39

semua sampel ujikaji memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan oleh JKR/SPJ/1988

iaitu melebihi 500kg. Penurunan nilai kestabilan ini mungkin disebabkan

pertambahan kandungan abu kelapa sawit dalam campuran yang mana menyebabkan

rekatan antara agregat dan bitumen berkurang. Faktor lain yang mungkin

mempengaruhi nilai kestabilan juga adalah peningkatan nilai rongga dalam mineral

agregat (VMA).

y = -13.124x2+ 12.131x + 1367

R2= 0.614

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Kestabilan(

kg)

Rajah 4.1: Kesan abu kelapa sawit ke atas kestabilan campuran

4.5.2 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Ketumpatan Campuran

Ketumpatan menunjukkan kepadatan sesuatu campuran. Daripada Rajah 4.2,

didapati nilai ketumpatan tertinggi adalah pada penambahan abu kelapa sawitsebanyak 1% dengan nilai 2.351g/cm3. Nilai ketumpatan kemudiannya semakin

menurun pada setiap penambahan abu kelapa sawit. Ini menunjukkan kepadatan

campuran semakin berkurang disebabkan abu kelapa sawit tidak mengisi rongga

antara agregat dan juga agregat tidak melekat dengan baik menyebabkan sampel

tidak termampat sepenuhnya.


56/82

40

y = -0.0015x2- 0.0048x + 2.3553

R2= 0.7995

2.240

2.260

2.280

2.300

2.320

2.340

2.360

2.380

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Ketumpatan(g

/cm3)

Rajah 4.2: Kesan abu kelapa sawit ke atas ketumpatan campuran

4.5.3 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Aliran

Nilai aliran berhubung rapat dengan sifat kebolehlenturan campuran. Nilai

aliran yang tinggi menunjukkan kebolehlenturan yang tinggi. Rajah 4.3menunjukkan nilai aliran campuran semakin meningkat dengan bertambahnya kadar

abu kelapa sawit dalam campuran. Ini dapat disimpulkan bahawa kebolehlenturan

adalah semakin tinggi. Nilai aliran tertinggi adalah pada kadar penambahan abu

kelapa sawit sebanyak 6.5% dengan nilai aliran sebanyak 9.09mm berbanding

dengan nilai aliran bagi sampel kawalan sebanyak 3.46mm. Secara keseluruhannya

nilai aliran yang diperolehi untuk semua sampel memenuhi spesifikasi yang telah

ditetapkan oleh JKR/SPJ/1988 iaitu melebihi 2.0mm.


57/82

41

y = -0.1228x2+ 1.4838x + 3.8818

R2= 0.7521

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Aliran(mm)

Rajah 4.3: Kesan abu kelapa sawit ke atas aliran campuran

4.5.4 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Peratus Lompang Terisi

Bitumen

Peratus lompang terisi bitumen bermaksud setiap partikel agregat dalamsampel mestilah tersalut dengan bitumen dan juga ruang antara zarah-zarah agregat.

Walaupun nilai rongga dalam campuran adalah konsisten, Rajah 4.4 menunjukkan

dengan penambahan kandungan abu kelapa sawit dalam campuran akan

menyebabkan lompang terisi bitumen berkurang. Penurunan nilai ini menunjukkan

agregat tidak tersalut sempurna dengan bitumen. Peratus lompang terisi bitumen

tertinggi adalah pada kandungan abu kelapa sawit 1% iaitu sebanyak 79.8%.


58/82

42

y = -0.2668x2- 0.55x + 80.051

R2= 0.6908

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Lompangterisibitumen(%)

Rajah 4.4: Kesan abu kelapa sawit ke atas peratus lompang terisi bitumen

4.5.5 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Lompang dalam Campuran

Nilai lompang dalam campuran (VTM) adalah parameter yang umumnya

dikaitkan dengan ketahanan dan kekuatan campuran. Nilai lompang dalam

campuran yang kecil akan memberikan campuran yang lebih kalis air. Namun nilai

lompang dalam campuran yang terlalu kecil akan menyebabkan berlakunya cecair

bitumen naik ke permukaan jalan (bleeding)akibat kesan pemadatan daripada beban

lalulintas yang bertindak di atasnya. Peratus lompang yang tinggi juga akan

menyebabkan udara dan kelembapan mudah mengganggu ikatan antara bitumen dan

agregat.

Daripada Rajah 4.5, didapati peratus lompang dalam campuran semakin

meningkat dengan kadar pertambahan abu kelapa sawit dalam campuran. Campuran

tanpa abu kelapa sawit memberikan nilai peratus lompang yang kecil iaitu sebanyak

3.2% jika dibandingkan dengan campuran 6.5% abu kelapa sawit iaitu sebanyak

5.5%. Ini mungkin disebabkan kandungan abu kelapa sawit yang tinggi menyerap

bitumen yang diperlukan untuk menyaluti agregat dan untuk mengisi lompang udara

antara agregat. Selain itu, peningkatan nilai peratus ini juga mempunyai hubungkait

dengan peningkatan kadar peratus lompang dalam agregat.


59/82

43

y = 0.0474x2+ 0.1796x + 2.8997

R2= 0.6861

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Lompangdalamc

ampuran(%)

Rajah 4.5: Kesan abu kelapa sawit ke atas peratus lompang dalam campuran

4.5.6 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Lompang dalam Mineral

Agregat

Peratus lompang dalam mineral agregat (VMA) mempunyai hubungan

dengan peratus lompang dalam campuran. Nilai peratus lompang dalam agregat

banyak bergantung kepada bentuk partikel, tekstur dan saiz agregat serta kaedah

pemadatan yang digunakan. Nilai peratus lompang dalam mineral agregat yang kecil

adalah untuk mengurangi lompang udara yang mana menyebabkan mineral agregat

menjadi poros. Pada campuran tanpa abu kelapa sawit, nilai peratus lompang dalam

mineral agregat adalah rendah iaitu 15.2% manakala campuran dengan 6.5% abu

kelapa sawit sebanyak 17.1% seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.6. Ini

menunjukkan semakin banyak abu kelapa sawit dalam campuran, nilai peratus

lompang dalam mineral agregat juga semakin meningkat. Peningkatan peratus

lompang ini turut dipengaruhi oleh perbezaan kehalusan abu kelapa sawit dan

kehalusan simen serta habuk kuari yang digunakan.


60/82

44

y = 0.0456x2+ 0.1118x + 14.946

R2

= 0.6775

14.0

15.0

16.0

17.0

18.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Lompangdalama

gregat(%)

Rajah 4.6: Kesan abu kelapa sawit ke atas peratus lompang dalam mineral agregat

4.5.7 Hubungan antara Abu Kelapa Sawit dengan Kekukuhan Campuran

Berdasarkan kepada analisis data kestabilan dan aliran yang dibuat, nilai

kestabilan semakin berkurangan manakala nilai aliran meningkat dengan

penambahan abu kelapa sawit dalam campuran. Oleh yang demikian, nilai

kekukuhan juga berkurangan apabila abu kelapa sawit digunakan dalam campuran.

Daripada Rajah 4.7, dapati hampir kesemua nilai kekukuhan yang diperolehi tidak

memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan oleh JKR/SPJ/1988 iaitu melebihi

250kg/mm. Hanya pada kadar penambahan 1% abu kelapa sawit memenuhi

spesifikasi yang ditetapkan iaitu 281.0kg/mm dan selepas penambahan 1% abu

terebut, nilai kekukuhan mula menurun.


61/82

45

y = 6.4672x2- 78.065x + 353.01

R2= 0.9092

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

% Abu Kelapa Sawit

Kekukuhan(kg

/mm)

Rajah 4.7: Kesan abu kelapa sawit ke atas kekukuhan campuran

4.6

Penutup

Daripada perbandingan yang ditunjukkan dalam Jadual 4.5, beberapa

parameter Marshall dengan campuran mengandungi abu kelapa sawit memenuhi

JKR/SPJ/1988 iaitu kestabilan, aliran, kekukuhan dan lompang terisi bitumen.

Manakala parameter lain seperti peratus lompang dalam campuran ternyata tidak

memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan. Rumusan yang dibuat berdasarkan

kepada analisis data yang dibuat mendapati campuran yang mengandungi abu kelapa

sawit ini dianggap tidak sesuai digunakan untuk konkrit berasfalt.


62/82

46

Jadual 4.5 : Perbandingan nilai parameter campuran kawalan, campuran abu kelapa

sawit dan spesifikasi JKR

Abu Kelapa Sawit (%)

Parameter

Marshall 0% 1% 2% 3% 4.5% 5.5% 6.5% PiawaiJKR

Kestabilan

(kg)

1249 1447 1455 1389 894 996 1011 >500

Aliran

(mm)

3.46 5.15 7.97 6.24 8.39 7.15 9.09 >2.0

Kekukuhan

(kg/mm)

361 281 183 223 107 139 111 >250

Lompang terisi

bitumen (%)

78.7 79.8 77.5 82.0 66.1 67.5 67.9 75-85

Lompang dalam

campuran (%)

3.2 3.0 3.5 2.6 6.0 5.6 5.5 3.0-5.0

Ketumpatan(g/cm

3)

2.349 2.351 2.338 2.356 2.273 2.275 2.272 -


63/82

BAB 5

KESIMPULAN DAN CADANGAN

5.1 Pengenalan

Daripada ujian makmal yang telah dijalankan, kesan penggunaan abu kelapa

sawit sebagai bahan pengisi ke atas sifat-sifat fizikal bitumen boleh dilihat dalam dua

aspek utama iaitu:

i. kesan secara keseluruhan berdasarkan kepada ujian-ujian yang

dilakukan dan

ii. kesan pertambahan abu kelapa sawit untuk setiap sampel ujian.

5.2 Kesimpulan

Kajian penggunaan abu kelapa sawit dalam campuran menghasilkan pelbagai

keputusan. Sebahagian daripada keputusan yang diperolehi menunjukkan keupayaan

dalam meningkatkan sifat campuran manakala sebahagiannya tidak. Berdasarkan

analisis yang telah dibuat, beberapa rumusan dapat dibuat iaitu seperti berikut:

i. kestabilan campuran secara keseluruhannya menurun dengan

penambahan abu kelapa sawit. Ini adalah disebabkan rekatan antara

agregat dan bitumen berkurang;

ii.

nilai aliran semakin meningkat dengan penambahan setiap peratus abu

kelapa sawit ke dalam campuran dan nilai aliran tertinggi adalah


64/82

48

sebanyak 9.09mm pada kadar penambahan 6.5% abu kelapa sawit.

Berdasarkan ketinggian nilai aliran, ini boleh dirumuskan bahawa

campuran menjadi semakin lembut dengan penambahan abu kelapa

sawit;

iii. nilai ketumpatan pukal bagi sampel yang diperolehi tidak konsisten

serta menunjukkan naik turun yang tidak sekata. Ini mungkin

disebabkan kaedah pengambilan data bagi ketumpatan mempengaruhi

keputusan ujikaji. Nilai ketumpatan bagi sampel adalah tinggi mungkin

disebabkan kesilapan semasa menimbang sampel dalam air. Bakul

yang digunakan untuk menimbang jisim sampel dalam air tidak

direndam sepenuhnya dan ini menyebabkan tekanan udara luar

bertindak ke atas sampel dan mempengaruhi jisim sampel. Sebaliknya

jika bakul yang digunakan terendam sepenuhnya, berat sampel hanya

dipengaruhi oleh daya apungan air sahaja;

iv. penambahan abu kelapa sawit meningkatkan peratus lompang dalam

campuran. Nilai terendah peratus lompang dalam campuran adalah

sebanyak 3.2% yang mana berlaku pada campuran tanpa abu kelapa

sawit dan nilai tersebut memenuhi piawaian yang ditetapkan. Kemudian

nilai lompang dalam campuran meningkat dengan penambahan abu

kelapa. Peningkatan peratus lompang dalam campuran ini turut berkait

rapat dengan peningkatan peratus lompang dalam mineral agregat. Ini

kerana kandungan udara yang banyak dalam mineral agregat akan

menyebabkan agregat menjadi poros.

5.3 Masalah yang Dihadapi

Semasa menjalankan ujikaji di dalam makmal, terdapat beberapa masalah

yang dihadapi. Antara masalah-masalah yang dihadapi adalah:-

i. berlakunya kesilapan semasa menjalankan ujian untuk menentukan

graviti tentu pukal sampel terpadat yang mana menjejaskan ketepatan

terhadap keputusan ujikaji;


65/82

49

ii. semasa menjalankan ujian kestabilan, bacaan yang diambil kurang tepat

kerana mesin untuk ujian kestabilan dan aliran mengalami sedikit

kerosakan; dan

iii. kesukaran dalam menentukan prosedur yang sesuai dalam penentuan

graviti tentu abu kelapa sawit.

Walaupun mengalami pelbagai kesukaran, setiap masalah tersebut dapat

diatasi dengan bantuan daripada penyelia dan juga juruteknik-juruteknik makmal

jalan raya.

5.4 Cadangan

Reka bentuk campuran berbitumen yang menggunakan bahan pengisi abu

kelapa sawit merupakan bidang kajian yang masih baru dan berpotensi besar untuk

kajian pada masa akan datang. Berdasarkan keputusan yang diperolehi dan kajian

literatur yang telah bincangkan sebelumnya serta rumusan-rumusan yang telah

dibuat, beberapa cadangan perlu dipertimbangkan bagi memantapkan lagi hasil

ujikaji supaya masalah-masalah yang dihadapi oleh pengkaji tidak berlaku lagi pada

masa hadapan.

Antara cadangan-cadangan yang boleh membantu adalah:

i. bahan yang digunakan hendaklah mudah didapati serta ekonomi jika

digunakan;

ii.

dalam penentuan graviti tentu abu kelapa sawit, bahan tersebut

hendaklah terlebih dahulu dikisar sehalusnya bagi mendapatkan nilai

graviti tentu yang tepat;

iii.

penggabungan abu kelapa sawit ke dalam campuran bitumen akan

mempengaruhi reologi dan ciri fizikal lapisan bitumen yang digunakan.

Perubahan yang berlaku perlu diberi penekanan dan dikaji bagi

mengetahui sekiranya terdapat sebarang hubungan dan pergantungan

antara sifat ciri-ciri bitumen dan juga ciri-ciri abu kelapa sawit;


66/82

50

iv. lakukan rekabentuk campuran abu kelapa sawit dengan menggunakan

campuran jenis ACB20 dan juga ACW14 bagi melihat prestasi dan

kesesuaiannya dalam kedua-dua campuran tersebut;

v. kualiti awal campuran reka bentuk dan kebaikan serta faedah daripada

penambahan abu kelapa sawit hendaklah dikaji dengan lebih lanjut lagi.

Bagi mencapai matlamat serta objektif ujikaji ini, ujian Marshall

hendaklah dilakukan setelah campuran yang mengandungi abu kelapa

sawit benar-benar telah bertindakbalas dengan bitumen dan juga agregat

dalam campuran; dan

vi. prestasi campuran abu kelapa sawit yang diperolehi daripada ujian

makmal hendaklah diikuti dengan ujian di tapak bagi mengenalpasti

masalah yang mungkin timbul dengan pencampuran dan penambahan

abu kelapa sawit dalam campuran panas konkrit berasfalt.

5.5 Penutup

Berdasarkan hasil ujikaji yang telah dijalankan, penggunaan abu kelapa sawit

tidak sesuai digunakan sebagai bahan pengisi dalam campuran panas konkrit

berasfalt. Jika dilihat prestasi campuran yang mengandungi abu kelapa sawit adalah

tidak memuaskan jika dibandingkan dengan campuran tanpa abu kelapa sawit.

Keputusan yang diperolehi ini mungkin dipengaruhi oleh ciri-ciri fizikal abu kelapa

sawit yang mana mempunyai kehalusan yang lebih halus daripada simen dan juga

lebih licin daripada simen dan juga bahan pengisi lain seperti abu sekam padi.


67/82

51

RUJUKAN

AASHTO (1986a). Standards Method of Tests for Mechanical Analysis of Extracted

Aggregate. Washington D.C. 20001, T30-84.

AASHTO (1986b). Standards Method of Tests for Specific Gravity of Soil.Washington D.C. 20001, T100-86.

Abd. Rani bin Zainon (2003). Penggunaan Batu Reput sebagai Pengisi dalam

Campuran Berbitumen Lapisan Haus. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis

Sarjana Muda.

Annual Book of ASTM Standards (1992a). Road and Paving Materials; Pavement

Management Technologies.Philadelphia, USA; Easton, MD, USA.

ASTM (1992b). Test Method for Specific Gravity and Absorption of Coarse

Aggregate.Philadelphia, USA, C 127-88.

ASTM (1992c). Test Method for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate.

Philadelphia, USA, C 128-88.

ASTM (1992d). Test Method for Resistance to Plastic Flow of Bituminous Mixtures

Using Marshall Apparatus.Philadelphia, USA, D 1559-89.

ASTM (1992e). Test Method for Bulk Specific Gravity and Density of Compacted

Bituminous Mixtures Using Saturated Surface-Dry Specimens.Philadelphia, USA, D

2726-90.


68/82

52

Berita Sawit (4 Disember 2004). Pengeluaran Minyak Kelapa Sawit Malaysia

(MSM) Meningkat dalam http:// www.mpob.gov.my/.

Bristish Standard (1972). Determination of Density of Putty and Volume Yield of

Lime. London, BS 890:1972, Appendix K.

Che Ros Ismail, Othman Che Puan dan Mohd Rosli Hainin (1999) Kejuruteraan

Jalanraya dan Lalulintas. Nota Jalan Raya, Fakulti Kejuruteraan Awam,

Universiti Teknologi Malaysia. Tidak Diterbitkan.

Fauzi bin Sarif (1996). Penggunaan Sisa Enap Cemar Minyak sebagai Bahan Pengisi

dalam Campuran Asfalt. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis Sarjana Muda.

Hatherlay, L. W. and Leaver, P. C., (1967), Asphaltic Road Materials. London:

Edward Arnold (Publisher) LTD.

Jabatan Kerja Raya (1988). Standard Specification for Road Works. Kuala Lumpur,

(JKR/SPJ/1988) JKR 20401-0017-88.

Krebs, R. D. dan Walker, R. D. (1971).Highway Material.New York: Mc Graw-Hill

Book Company.

Mohamed Rehan Karim, Meor Othman Hamzah dan Asri Hasan (1997). Pengenalan

Pembinaan Jalan Raya Berbitumen.Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Mohd Rawawi Awg Ngah (2002). Pengeluaran Abu Terbang di Malaysia: Kajian

Kes. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis Sarjana Muda.

Mohd Warid Hussin dan Abd Awal (1996). Properties of Fresh and Hardened

Concrete Containing Palm Oil Fuel Ash.Fakulti Kejuruteraan Awam, Universiti

Teknologi Malaysia.


69/82

53

Muhammad Kamil Hj Abd Rahman (2002). Sifat-Sifat Kejuruteraan Bagi Konkrit

Berkandungan Tinggi POFA. Universiti Teknologi Malaysia: Tesis Sarjana

Muda.

O Flaherty, C. A (1974).Highway Engineering. Leed: Edward Arnold.

Roberts, F. L., Kandhal, P. S., Brown, E. R., Dah Yinn Lee dan Kennedy, T. W.

(1996). Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design and Construction. Lanham,

Maryland, NAPA Research dan Education Foundation.

Siti Hawa Abu Mansor (2003). Kesan Abu Sekam Padi Terhadap Campuran

Turapan Konkrit Asfalt (ACW20). Universiti Teknologi Malaysia: Tesis Sarjana

Muda.


70/82

54

LAMPIRAN A

Pra-campuran agregat

%lulus berdasarkan

jisim

Jisim tertahan bagi

kandungan

bitumen optimum

Saiz Ayak

Median

% jisim

tertahan

5.2 %

28 mm 100 100 0 -

20 mm 95 - 10 97.5 5.0 56.9

14 mm 70 - 100 85.0 10 113.8

10 mm 56 - 85 70.5 14.5 165.0

5 mm 45 - 71 58.0 12.5 142.2

3.35 mm 32 - 58 45.0 13.0 147.91.18 mm 20 - 42 31.0 14.0 159.2

425 m 12 - 28 20.0 11.0 125.1

150 m 6 - 15 10.5 9.5 108.1

75 m 4 - 9 6.5 4.0 45.5

Dulang - - 6.5 739.9

Jumlah 1137.6


71/82

55

LAMPIRAN B

Lengkung Taburan Agregat Campuran ACW20

Lengkung Taburan Agregat Campuran ACW20

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.01 0.1 1 10 100

Saiz Ayak (mm )

PeratusLulus(%)

Campuran Agregat Had Bawah Had Atas


72/82

56

LAMPIRAN C

GRAVITI TENTU BAHAN

Penentuan Graviti Tentu Agregat Kasar

Berat Agregat Sampel 1 Sampel 2

Berat kering agregat di Udara, A 988.6 994.7

Berat Agregat tepu dan kering permukaan di udara, B 998.6 1005.8

Berat kering tepu agregat dalam air, C 630.1 630.8Graviti Tentu = A / ( B - C ) 2.68 2.65

Graviti Tentu Purata 2.665

Penentuan Graviti Tentu Agregat Halus


Berat kering agregat di Udara, A 488.4 488.6

Berat piknometer berisi air, B 785.5 785.5

Berat piknometer + agregat + air, C 1094.4 1097.7

Berat agregat tepu dan kering permukaan di udara, S 497.1 500.1

Graviti Tentu = A / ( B + S C ) .2595 2.603


Penentuan Graviti Tentu Habuk Kuari


Berat piknometer kosong 302.9 302.3

Berat piknometer + habuk kuari, 552.6 551.9

Berat habuk kuari, A 249.7 249.6Berat piknometer + habuk kuari + air, B 932.3 932.8

Berat Piknometer + air pada suhu Tx, C 784.2 785.2

Graviti Tentu = A / ( B + S C ) 2.458 2.447



73/82

57

LAMPIRAN D

Komposisi sampel mengikut peratusan Abu Kelapa Sawit yang digunakan

Berat agregat dalam campuran

Bahan PengisiBerat

Bitumen

(g)

Berat

Agregat

(g)

%

POFA Agregat

Kasar

(g)

Agregat

Halus

(g)Simen

(g)

Habuk

Kuari

(g)

POFA

(g)

Jumlah

Berat

Sampel

(g)

62.4 1137.6 - 477.9 585.8 22.7 51.2 - 1200

62.4 1137.6 1 477.9 585.8 22.7 39.8 11.4 1200

62.4 1137.6 2 477.9 585.8 22.7 28.5 22.7 1200

62.4 1137.6 3 477.9 585.8 22.7 17.1 34.1 1200

62.4 1137.6 4.5 477.9 585.8 22.7 - 51.2 1200

62.4 1137.6 5.5 477.9 585.8 11.4 - 62.5 1200

62.4 1137.6 6.5 477.9 585.8 - - 73.9 1200


74/82


75/82

59

LAMPIRAN F

Data dan Analisis Parameter Marshall untuk Campuran ACW20

y = -13.124x2+ 12.131x + 1367

R2= 0.614

4.0 5.0 6.0 7.0

apa Sawit

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

0.0 1.0 2.0 3.0

% Abu Kel

Kesta

Abu Kelapa Sawit

Documents